[发明专利]移除基板表面过量金属的电解装置及应用该装置以移除过量金属的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种移除基板表面过量金属的电解装置及应用该装置以移除过量金属的方法，且特别是有关于一种可连续且非接触式地移除基板表面过量金属的电解装置及移除方法。

背景技术

随着全球个人计算机、消费性电子产品及通讯产品不断要求轻薄短小更要具备高效能的趋势下，电子芯片不但被要求电子特性要好、功能要多、整体体积也要愈小。随着芯片级尺寸封装(CSP)技术的成熟，目前系统封装(System in Package，SiP)已然成为封装技术的主流。系统封装可将不同功能的芯片、被动组件或是其它模块进行构装，以使电子产品具备更多的功能。系统封装也包括了不同技术如平面型的多芯片模块封装、或是为节省面积将不同功能芯片堆栈(Stack)起来的3D堆栈封装等等，都属于系统封装(SiP)技术的发展范畴。另外，在缩小整体体积的产品趋势下，积体化线路间距越来越小，要想在基板上高效率地布置走线也变得越来越困难，因此将被动组件或线路设计内埋至基板内的设计因应而生，此种具有电性功能的载板，称为整合性基板(Integrated Substrate)或功能性基板(Functional Substrate)。

不论是使用传统基板(如印刷电路板)、或是内埋有被动组件和/或线路设计的内埋式线路基板的电子产品，在制作产品过程的一连串步骤中，去除多余的导电材料以使导电材料减薄或平坦化属常见和必要步骤之一。目前广泛应用的几种去除多余导电材料的方式，例如机械式磨削(mechanical grinding)、化学液浸蚀、化学机械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)、或接触式电解等方式。然而这些现有操作方式各有其缺点。

以下以一种应用两种平坦化方式的传统工艺作说明，其步骤包括：先应用机械式磨削方式进行多余导电材料的减薄，再应用化学液浸蚀方式蚀刻剩余金属部分，以达平坦化。

请参照图1～3B。图1绘示传统利用机械式磨削过厚金属层的示意图。图2A～2D绘示图1中金属层经多次研磨减薄步骤的示意图。如图1和2A～2D所示，基板110(如印刷电路板PCB)上的介电层图案120被厚厚的金属层130覆盖，利用一磨轮(grinding wheel)140对金属层130表面高速旋转，以进行多次微小深度的研磨。其中沿着图1中线2A～2D分别代表磨轮140在金属层130表面的不同次研磨位置，研磨后的金属层表面分别对应地显示于图2A～2D的130a～130d。经过机械式磨削后，原本如图1、2A、2B所示的凹凸表面，虽然在图2C中已呈现平整，但为使后续平坦化工艺(如化学蚀刻)更容易进行，继续研磨金属层表面130c使其厚度再减薄，而呈现如图2D所示的金属层表面130d。之后，将经过机械式磨削的图2D组件浸置于含有化学蚀刻液150的槽器，如图3A所示，利用化学液浸蚀方式蚀刻多余金属层，最后如图3B所示，经过化学蚀刻后的金属层达到平坦化，即金属层表面130d与介电层图案120表面齐平。

然而，在进行机械式磨削以去除多余导电材料时可能会产生研磨残渣、产生应力不平均而集中某处使组件变形、或磨伤甚至产生裂痕等问题。而利用化学液浸蚀方式其平坦化的均匀度(uniformity)有限，且难以控制蚀刻终点及无法选择性地进行区域蚀刻。

至于化学机械研磨(CMP)则是结合了机械式磨削和化学液浸蚀两种特点，其作法主要是将待加工件压在旋转的弹性衬垫(研磨垫)上，利用相对运动加工的抛光技术，将具有腐蚀性的加工液供给到待加工件上，当工件进行腐蚀加工(化学性)时，同时供给超微磨粒(直径100纳米以下)抛光(机械性)材料，对待加工件的凸部进行选择性的研磨操作，故称化学机械研磨。因此，化学机械研磨出现的缺点综合了前述两种方式的问题，包括产生微粒(Particle)、研磨残渣、研浆(slurry)残渣、磨伤(scratch)、裂痕(crack)、凹痕(recess)、浸蚀(erosion)、空洞(void)和工艺不安定性等缺点，都会影响组件良率。

发明内容

本发明有关于一种移除基板表面过量金属的电解装置及应用该装置以移除过量金属的方法，利用连续但非接触式的电解装置进行电解反应，使过量金属可连续地被移除，且基板不会产生变形，金属也不会被过度蚀刻。